生物基超支化聚酯在粘合剂中的应用

近年来，生物质基粘合剂作为不可再生且对人体健康有害的甲醛基粘合剂的有效替代品，引起了广泛的研究兴趣。

以天然柠檬酸（CA）和琥珀酸酐（SA）为原料，采用绿色简便的策略合成了柠檬酸基超支化聚酯（HBPCA）树脂。通过 SA 与二乙醇胺的亲核加成反应制备超支化多元醇 (HBP)，然后与 CA 缩合生成 HBPCA 树脂。HBP的引入使树脂形成超支化网络交联结构，增加了交联密度，从而防止了水分的侵入。结果表明，HBPCA树脂胶合板具有优异的粘合强度和耐水性。在63℃热水和93℃沸水中浸泡3h后，剪切强度分别为1.49MPa和1.47MPa。这些数据表明，该粘合剂不仅环保无毒，在性能上完全可以与合成树脂媲美。

性能优势：

1. 超强渗透性 超支化结构使其能够深入木材孔隙，形成机械互锁效应，显著提升粘结强度。

2. 优异耐水性 高度交联的网络结构有效阻止水分渗透，保证在潮湿环境下的稳定性能。

3. 绿色环保 原料100%来自可再生资源，生产过程无有害排放，使用后可生物降解。

4. 成本优势 柠檬酸和生物多元醇价格低廉，合成工艺简单，具有显著的工业化优势。

HBPCA树脂的绿色简单合成及其优异性能为制备生物质基粘合剂提供了一种新策略。

我们对生物基材料的未来也可以大胆做一些展望，其可能应用的重点应用领域：

Ø 家具制造：无醛添加，保障室内空气质量

Ø 建筑装饰：适用于地板、门窗等木制品

Ø 包装材料：满足出口产品的环保要求

Ø 儿童用品：确保玩具等产品的安全性

参考文献：

Jin, T., Zeng, H., Huang, Y., Liu, L., Yao, W., Lei, H., Shi, S., Du, G., Zhang, L. Bio-hyperbranched polyesters synthesized from citric acid and bio-polyols and applications on wood adhesives. Polymer Testing. 2023, 120, 107974.